JPH01257510A - 鋸刃の寿命判別予測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野〉 この発明は横型帯鋸盤などの鋸盤で被削材に切削加工を
行なう際に使用する帯鋸刃なとの鋸刃の寿命を判別予測
する方法に関する。

（従来の技術） 従来、横型帯鋸盤などの鋸盤で被削材に切削加工付なう
場合には、被削材の材質や径に応じた鋸刃を選定して使
用している。

その鋸刃の寿命は実際切削加工を行なっている間に作業
者が鋸刃の状態を監視しつつ被削性が悪くなったことを
経験と勘に頼って判断していた。

又は、鋸刃を使用する前後に、鋸刃の歯先の摩耗状態を
作業者が例えば新品のものと比較しながら判断していた
。

あるいは、特＋６１昭５６−２２６４５号公報や特開昭
５６−１６３８６１号公報などに見られるよう（こ、切
削加Ｙ中における工具と切削材との間に発生４６切削温
度を検出したり、工具の振動状態を検出して、これらの
検出値をもとにして工具の６命予測を行なう方法が知ら
れている。

（発明が解決しようとする課題） ところぐ、前述した従来の鋸刃寿命の判断は、作采省の
経験と肋に頼ることが多く、正確でかつ確実な寿命判断
となっていない１．シたがって、雌削材の切削）＋［］
工には使用できない鋸刃であっても、易削材の切削加工
には使用できる可能性もある鋸刃の身命の予測や判断は
非常に難しいという問題があった。

また、切削加工中における切削温度や工具の振動状態を
検出し、これらの検出（直をもとに工具の）ｉ命を予測
づ−るのもまだ完全なものでなく、工具のｈ命予測は非
常に難かしいという問題があった。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、鋸盤で
切削加工する切削抵抗、切曲り量、切断面積、切削時間
あるいは切削率と鋸刃の寿命との関係データをデータベ
ースに蓄積し保有せしめることによって、正確かつ確実
で切削加工中に鋸刃の寿命の予測あるいは判別を可能に
した鋸刃の寿命判別予測方法を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、鋸盤で被削材
を鋸刃により切削加工を行なっている間、適宜の切込み
位置で実際の切削抵抗を検出し、その検出された実際の
切削抵抗と予めデータベースにファイルされている切削
抵抗と鋸刃の摩耗量との関係データとを比較して、鋸刃
の寿命を判別予調するものである。

また、切削抵抗の代りに、切曲り吊、切断面積。

切削時間あるいは切削率を検出することにより、予めデ
ータベースにファイルされている切曲り量。

切断面積、切削時間あるいは切削率と鋸刃の摩耗量との
関係データとを比較することによって、鋸刃の府令の判
断あるいは予測をするものである。

（作用） この発明を採用することにより、鋸盤で被削材を鋸刃に
より切削加工を行なっている間、あるいは切断後に実際
の切削抵抗又は切曲り璽、切断面積、切削時間あるいは
切削率を検出する。データベースには予め切削抵抗切曲
り量、切断面積。

切削時間あるいは切削率と鋸刃の摩耗量との関係データ
がファイルされているから、実際の検出された切削抵抗
、切曲り埴、切断面積、切削時間あるいは切削率と、切
削抵抗切曲り吊、切断面積。

切削時間あるいは切削率と鋸刃の摩耗向との関係データ
とを比較することによって、正確かつ確実な鋸刃の寿命
の判断、予測が切削加工中に行なわれる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図を参照するに、！！ｉ盤として例えば横型帯鋸盤
１における図示省略の基台上には、例えば棒材などの被
削材Ｗを載置するワークテーブル３が設けられている。

このワークテーブル３には被削材Ｗを挟持固定するバイ
ス装置５が装着されている。

また、基台上には図示省略のほぼＣ型をしだ鋸刃ハウジ
ングがヒンジビン７を介して上下方向に回動自在に支承
されている。

より詳細には、鋸刃ハウジングの適宜位置にピストンロ
ッド９の先端部を連結すると共に、前記ワークテーブル
３にはリフトシリンダ１１が設けられている。また、ヒ
ンジビン７には一体的に歯車１３が設けられていると共
に、適宜位置にはこの歯車１３に噛合すべく歯車１５を
備えたロータリエンコーダ１７が設けられている。

したがって、ロータリエンコーダ１７により鋸刃ハウジ
ングの回動に応じたパルス数が検出され、インターフェ
ース１９を介して制御装置２１のうちの中央処理装置２
３（以下、ＣＰＵという。〉に入力されると鋸刃ハエジ
ングの上下位置また、回転角が正確に検出される。

鋸刃ハウジングの内部には、駆動ホイール２５が駆動軸
２７を介して、従動ホイール２つが回転軸３１を介して
それぞれ回転自在に設けられている。なお、駆動軸２７
は例えばチェン、ベルト等の連結部材３３を介して例え
ばモータのごとき回転装置３５の回転軸３７に連動連結
されている。

駆動ホイール２５と従動ホイール２つには、エンドレス
状の帯鋸刃Ｔが巻回されている。鋸刃ハウジングには、
切削領域おいて帯鋸刃Ｔを被削材Ｗに対して垂直に案内
支持するためガイド３つが設けられている。

したがって、横型帯鋸盤１においては、回転装置３５を
適宜に回転駆動させることにより、連結部材３３および
駆動ホイール２５、従動ホイール２９を介して帯鋸刃Ｔ
を走行駆動せしめて被削材Ｗを切削することができる。

また、前記リフトシリンダ１１内に圧油を供給して、ピ
ストンロッド９を突出作動せしめることによって鋸刃ハ
ウジングを上昇回動することができる。そして、油路を
切換え、鋸刃ハウジングの重量によりリフトシリンダ１
１内の圧油を排出することによって鋸刃ハウジングを下
降回動することができる。

ところで、被削材Ｗに切削加工を行なう場合には、切削
抵抗が発生する。この切削抵抗は、主分力、背分力から
なり、被削材Ｗの被剛性に関係があることに鑑みて、本
実施例では切削抵抗の背分力、主分力を検出することに
より、被削材Ｗの被削性を検出することができる。

第１図を参照するに、背分力を検出するために前記ガイ
ド３９には、荷重検出装置４１が設けられている。

より詳細には、前記ガイド３９下側には帯鋸刃Ｔの背部
を押えるローラ押え４３が設けられている。このローラ
押え４３には、転勤自在なローラ４５が設けられている
と共に、スプリング４７を弾装した昇降パー４９が設け
られている。この昇降バー４９には、切削抵抗の背分力
に応じた信号を検出することのできる荷重センサ５１が
設けられている。

したがって、前記ローラ４５を帯鋸刃Ｔに当接させると
、スプリング４７とローラ押え４３が当接する。そして
、予め設定した切削条件のもとで被削ｔ、Ｉ　Ｗの切削
加工を行うと、背分力によりローラ押え４３がスプリン
グ４７の付勢力に抗して上昇し、荷重センサ５１により
背分力に応じた信号が検出され、この信号がインターフ
ェース５３を介してＣＰＵ２３に入力され、適宜に演算
処理されると切削抵抗の背分力が検出表示される。

あるいは、切削抵抗の背分力を検出するために、前記リ
フトシリンダ１１に圧力計５５を設けることも可能であ
る。すなわち背分力に応じてリフトシリンダ１１内の圧
力が変化するからである。

したがって、予め設定した切削条件のもとで被削材Ｗの
切削加工を行うと、前記鋸刃ハウジングが下降回動じリ
フトシリンダ１１内の圧力が変化し、圧ノｊ計５５によ
り背分力に応じた信号が検出され、この信号がインター
フェース５７を介してＣＰＵ２３に入力され、適宜に演
算処理されると切削抵抗の背分力が検出表示される。

次に、切削抵抗の分力の一つである切削抵抗の主分力を
検出するために、前記回転装置３５の回転軸３７には回
転センサ５９が設けられている。

回転センサ５９を設けたのは、主分力により回転装置３
５の回転数が変化するからである。

したがって、予め設定した切削条件のもとて被削材Ｗの
切削加工を行うと、切削抵抗の主分力により帯鋸刃Ｔ、
すなわち、回転装置３５の回転数が変化し、回転センサ
５９により主分力に応じた信号が検出され、この信号が
インターフェース６１を介してＣＰＵ２３に入力され、
適宜に演算処理されると切削抵抗の主分力が検出表示さ
れる。

あるいは、切削抵抗の主分力を測定するために、回転装
置３５に電流計６３を設けることも可能である。主分力
の変化により回転装＠３５に流れる電流が変化するから
である。

したがって、被削材Ｗの切削加工を行うと、切削抵抗の
主分力により回転装置３５の流れる電流が変化し、電流
計６３により、主分力に応じた信号が検出され、この信
号がインターフェース６５を介してＣＰＵ２３に入力さ
れ、適宜に演算処理されると切削抵抗の主分力が検出表
示される。

前記ＣＰＵ２３には時計６７が接続されており、その時
計６７により横型帯鋸盤１で被削材〜Ｖに切削加工を行
なったときの切削時間を測定することができるようにな
っている。

面記ガイド３９の一方には、マグネットセンサなどの切
曲り検出装置６つが設けられており、その切曲り検出装
置６９により、帯鋸刃Ｔの切曲り足が検出される。その
検出された切曲り量はインターフェース７１を介してＣ
ＰＵ２３に入力される。

而して、第１図において、ワークテーブル３上に載置さ
れ、バイス装置５で挾持された被削材Ｗは、鋸刃ハウジ
ングを回動加工せしめることによって切削加工が行なわ
れることになる。

前記制御装置２１のうちのＣＰＵ２３には、被削材Ｗの
材質や径などを入力するためのキーボードなどの入力装
置７３が、また、測定された背分や主分力などのデータ
を表示するＣＲＴなどの出力装置７５が接続されている
。

ＣＰＵ２３には、第１．第２および第３データベース７
７．７９．８１が接続されている。さらに、ＣＰＵ２３
には演算処理手段８３が、また、被削材Ｗの材質や径な
どのメニュをファイルしておくメニュファイル８５が接
続されている。さらに、ＣＰＵ２３には切削条件を入力
装置７３から入力することによって横型帯鋸盤１を作動
させるための加ニブログラム・メモリ８７が接続されて
いる。

第１データベース７７には、第２図に示すごとく、被削
材Ｗの材質および径ごとに背分力と帯鋸刃Ｔの摩耗量と
の関係データが、予め詳細に求められてデータベースと
してファイルされている。

例えば、第２図において、背分力がＰｏのときの摩耗ｍ
　Ｍ　ｏが摩耗限界値とした場合には、実際検出だ背分
力Ｐと予め設定されたＰＯとを比較することによって、
帯鋸刃Ｔの寿命判断並びに予測が行なわれることになる
のである。

第２データベース７９には、第３図に示すごとく、被削
材Ｗの材質および径ごとに切曲り量と帯鋸刃Ｔの摩耗量
との関係データが、予め詳細に求められてデータベース
としノでファイルされている。

例えば、第３図において、切曲り吊がＫｏのときの摩耗
ＩＭｏが摩耗限界値とした場合には、実際検出した切曲
りｆｆ１Ｋと予め設定されたＫｏとを比較することによ
って、帯鋸刃Ｔの寿命判断並びに予測が行なわれること
になるのである。なお、この場合には当然のことながら
、切曲り量の予測も行なっていることになる。

前記第３データベース８１には第４図に示すごとく、被
削材Ｗの材質および径ごとに累積した切断面積と帯鋸刃
Ｔの摩耗値との関係データが、予め詳細に求められてデ
ータベースとしてファイルされている。例えば第４図に
おいて、累積した切断面積がＣＯのときの摩耗ＦＪ　Ｍ
　ｏが摩耗限界値とした場合には、実際検出した累積の
切断面積Ｃと予め設定されたＧｏとを比較することによ
って、帯鋸刃圧の寿命判断並びに予測が行なわれること
になるのである。

前記演算処理手段８３では、上述した実際検出した背分
力Ｐ又は、切曲りｆｆｉ　Ｋあるいは、累積した切断面
積Ｃと、予め設定された背分力ＰＯ又は、切曲りＪｉＫ
ｏあるいは、累積した切断面積ＣＯとの比較演算処理が
なされるのである。

上記構成により、帯鋸刃王の判別予測を第５図のフロー
チャートを基にして説明すると、まずステップＳ１では
、通常の切削条何よりも０荷の小さな切削条件（Ｊｌ　
）のもとで被削材Ｗに化・鋸′ｆ］王で切削加工を行な
うことによって、被削材Ｗにおける材質の設定がなされ
る。

ステップＳ２においで、その設定された被削材Ｗによる
予め帯鋸刃Ｔの限界摩耗ｍ　Ｍ　ｏに対する背分力Ｐａ
　、切曲り量ＫＯおよび累積しＩ、：切断面ｈ！ｉＣｏ
を例えば第１．第２および第３データベース７７．７９
．８１にファイルされでいる第２図。

第３図および第４図の関係グラフにおいて設定する。

ステップＳ３では入力装置７３から適正な、」２の切削
条件で切削加工すべきデータを入力と、加■−ｆ［コゲ
シム・メ七り８７に記憶されて（ハるわ０丁プ［１グラ
ムに基づき横型帯鋸盤１を作動させて帯鋸刃Ｔぐ被削材
Ｗに切削加工を′開始する。

、）２の切削条件で被削材Ｗに切削加工を・行なってい
る間に、ステップＳ４で切曲りの寿命になつ−Ｃいるか
ど・うかの判別がなされる。すなわら、演ｔ’Ｊｆｆｉ
埋手段８３には、第２データベース７９にフッフィルさ
れている第３図に示した関係グラフが取込まれると共に
、切曲り検出装置６９ぐ実際に検出された切曲り吊１〈
が取込よれる。この実際に検出さねたり曲り吊Ｋが第３
図に示した関係グラフにお（ｊる予め設定した切曲り吊
Ｋｏ　と比較される。

実際に検出した切曲りｆａ　Ｋが予め設定した切曲り吊
Ｋｏ以十であると判別されると、帯鋸刃Ｔは）？命に達
しているから、ステップＳ５でメニュファイル８５にフ
ァイルされているメニコから別の材質の責なる被削材Ｗ
を選択してステップＳ１の手前に戻っ−Ｃ最初からやり
直しされる。

実際に検出した切曲りｆｊｔＫが予め設定した切曲ｉｆ
ｉ　Ｋ　ｏに達していないと判別されると、ステップＳ
６に進む。なＪ５、この場合、第３図の関係グラフにお
いて実際に検出した切曲りｆｆ１Ｋが曲線のどの位置に
あるかを把握することによって、切曲り量の寿命予測す
なわち帯鋸刃Ｔの寿命予測を行なうことができる。

ステップＳ６ではづでに例えば荷重センサ５１で検出さ
れた背分力に対して、現在実際に検出した背分力に増加
があるかどうかの判別がなされる。

現在実際に検出した背分力がずでに検出しである背分力
よりも増加があると判別されると、ステップＳ７に進み
、背分力に基づく帯鋸刃Ｔの寿命があるかどうかの判別
がなされる。

すなわら、演埠処理手段８３には、第１データベース７
７にフッイルされている第２図に示した関係グラフが取
込まれると共に、例えば荷重センサ５１で実際に検出さ
れた背分力Ｐが取込まれる。

この実際に検出された背分力Ｐが第２図に示した関係グ
ラフにおける予め設定した背分力Ｐｏ　と比較される。

実際に検出された背分力Ｐが予め設定した背分ｊＪＰｏ
以上であると判別されると、帯鋸刃Ｔは寿命（達してい
るから、ステップＳ５でメニュファイル８５にファイル
されているメニ１から別の材質のりシなる被削材Ｗを選
択してスア・ンプＳ１の手前（・二戻−）で最初からや
り直しされる。

ステップＳ６で現在検出された背分力がすでに検出して
いる背分力より増加がないと判別された場合、あるいは
スーｉツブＳ７で実際に検出した背分力Ｐが予め設定し
た背分／］Ｐｏに達していないと判別きれた場合に１１
、ステップＳ８に進む。なお、イニの’Ｑ合には、第２
図の関係グラ−１）に、Ｔ３いてｒ際に検出した背分力
Ｐが曲線のどの位置にあるかを把握することにＪ−っで
、背分力の予測がぐきるど銭に、帯鋸刃Ｔのに劇予測を
行なうごとができる。

ステップ３８では切断面積に、基づく帯鋸刃Ｔの身命か
どうかの判別がなされる。すなわち、演口処理手段８３
には、第３データベース８１にフッイルされている第４
図に示した関係グラフが取込まれると共に、例えば被削
材Ｗの径に基づく切断面積とカット回数により実際に検
出された累積した切断面積Ｃが取込まれる。この実際に
検出された累積した切断面ｆａＣが第４図に示した関係
グラフにおける予め設定した切断面積ＣＯと比較される
。

実際に検出された累積した切断面積Ｃが予め設定した切
断面積Ｃｏ以上であると判別されると、帯鋸刃Ｔは寿命
に達しているから、ステップｓ５で上述したと同様の処
理がなされてステップＳ　１の手前に戻って最初からや
り直１ノされる。

実際に検出された累積した切断面積Ｃが予め設定した切
断面積Ｃｏに達してしないと判別された場合には、ステ
ップＳ９に進む。なお、この場合には、第４図の関係グ
ラフにおいて実際に検出した累積した切断面積Ｃが曲線
のどの位置にあるかを把握することによって、切断面積
の予測ができると共に、帯鋸刃Ｔの寿命を行なうことが
できる。

ステップＳ９では次の被削材Ｗのカッ１−（切削加工）
に移行するかどうかの判別がなされて、引続き次の被削
材Ｗのカットを行なうと判別されると、ステップＳ１の
手前に房り、以下同様の処理がなされる。

引続き被削材Ｗのカットを行なわないと判別されると、
ステップＳ１０で背分力Ｐ、摩耗量を測定してストック
すると共に、材質および同一径の切削加工を終了する。

次にステップ３１１でメニュファイル８５にファイルさ
れているメニュから、被削材Ｗと同一材質で径の異なる
材料を選択する。ステップＳ１２でメニュに同一材質で
径の異なる材料が選択されたかどうかの判別がなされて
、同一材質で径の異なる材料が選択されなければステッ
プ８１１の手前に戻る。同一材質で径の異なる材料が選
択され）ば、ステップＳ１の手前に戻り、以下何様の処
理がなされることになる。

このように、被削材Ｗを帯鋸刃Ｔで切削加工を行なって
いる間、適宜の切込み位置で実際の背分力又は切曲り量
あるいは、累積した切断面積を検出し、その検出された
実際の背分力又は切曲り量あるいは、累積した切断面積
と、予め第１．第１゜第３データベースにファイルされ
ている背分力又は切曲り量あるいは累積した切断面積と
帯鋸刃Ｔの摩耗量との関係データとを比較判別すること
によって、帯鋸刃Ｔが寿命に達したか、あるいはあとど
の位で寿命に達するかの寿命予測を自動的に、正確かつ
確実に、しかも容易に判別予測することができる。而し
て、帯鋸刃Ｔに管理が今まで以上によく管理されるから
、切削加工の精度や効率向上につながる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることなく
、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実施
し得るものである。

例えば帯鋸刃Ｔで被削材Ｗに切削加工を行なった後、ハ
ウジングに備えた変位センサを被削材Ｗの端面に接触せ
しめて切曲げ量を検出し、その切曲り量とデータベース
にファイルされている切曲りｍと帯鋸刃Ｔとの摩耗量と
の関係データとを比較判別することによって、帯鋸刃Ｔ
が寿命に達したか、あるいはあとどの位で寿命に達する
かのＲ命予測を自動的に、正確かつ確実に、しかも容易
に判別予測することができる。

また、前述の実施例における累積した切断面積の代りに
切削時間あるいは切削率を検出してデータベースにファ
イルされている切削時間あるいは切削率と帯鋸刃Ｔとの
摩耗量との関係データとを比較判別することによっても
帯鋸刃Ｔの寿命予測を行なうことができる。

［発明の効果］ 以上のごと〈実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、特許請求の範囲に記載されているように
、鋸盤で被削材を鋸刃により切削加工を行なっている間
、適宜の切込み位置で実際の切削抵抗又は、切曲り出あ
るいは、累積した切断面積を検出し、その検出された実
際の切削抵抗又は切曲りωあるいは、累積した切断面積
と予めデータベースにファイルされている切削抵抗又は
、切曲り品あるいは、累積した切断面積と帯鋸刃の摩耗
量との関係データとを比較判別することによって、鋸刃
が寿命に達したか、あるいはあとどの位で寿命に達する
かの寿命予測を自動的に、正確かつ確実に、しかも容易
に判別予測することができる。而して、鋸刃の管理が今
まで以上によく管理されるから、切削加工の精度や効率
向上につながる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した鋸盤としての横型帯鋸盤の
概略と制御装置とを示した構成ブロック図である。 第２図は第１データベースにファイルされている背分力
と鋸刃の摩耗量との関係データの一例を示した図、第３
図は第２データベースにファイルされている切曲り量と
鋸刃の摩耗量との関係データの一例を示した図および第
４図は第３データベースにファイルされている累積した
切断面積と鋸刃の摩耗量との関係データの一例を示した
図である。 第５図は鋸盤で被削材に切削加工を行なっている間、鋸
刃の寿命判断予測を行なう一例を示したフローチャート
である。 １・・・横型帯鋸盤　　　　２１・・・制御装置２３・
・・ＣＰＵ　　　　　　５１・・・荷重センサ６９・・
・切曲り検出装置 ７７・・・第１データベース ７９・・・第２データベース ８１・・・第３データベース ８３・・・演算処理手段　　８５・・・メニュファイル
代理人　　弁理士　　　三　好　　保　男手続ネ市ヱＥ
需（自発） 平成　１年μ月−２日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋸盤で被削材を鋸刃により切削加工を行なつてい
   る間、適宜の切込み位置で実際の切削抵抗を検出し、そ
   の検出された実際の切削抵抗と予めデータベースにファ
   イルされている切削抵抗と鋸刃の摩耗量との関係データ
   とを比較して、鋸刃の寿命を判別予測することを特徴と
   する鋸刃の寿命判別予測方法。
2. （２）鋸盤で被削材を鋸刃により切削加工を行なってい
   る間、あるいは切断後に実際の切曲り量を検出し、その
   検出された実際の切曲り量と予めデータベースにファイ
   ルされている切曲り量と鋸刃の摩耗量との関係データと
   を比較して、鋸刃の寿命を判別予測することを特徴とす
   る鋸刃の寿命判別予測方法。
3. （３）鋸盤で被削材を鋸刃により切削加工を行なってい
   る間、適宜の切込み位置で実際の累積した切断面積とあ
   るいは切断時間又は切削率と予めデータベースにファイ
   ルされている切断面積あるいは切断時間又は切削率と鋸
   刃の摩耗量との関係データとを比較して、鋸刃の寿命を
   判別予測することを特徴とする鋸刃の寿命判別予測方法
   。